TFT – LCD 简介
什么是串口屏？
TFT: 薄膜晶体管
LCD: 液晶显示器（LCD）
串口屏于1960年发明，经过持续改进，于1991年成功商业化应用于笔记本电脑显示屏，从而进入串口屏时代。
串口屏结构：
简而言之，串口屏面板的基本结构是由两片玻璃基板夹着一层液晶层组成。前面的TFT显示面板涂有颜色滤光片，后面的TFT显示面板涂有薄膜晶体管（TFT）。当电压施加到晶体管上时，液晶会旋转，光线穿过液晶在前面板上形成像素。背光模组负责在TFT阵列面板之后提供光源。颜色滤光片为每种颜料赋予特定颜色。不同颜色像素的组合形成面板前面的图像。
TFT像素单元：
串口屏由数百万个TFT器件和ITO（铟锡氧化物，一种透明导电金属）区域以矩阵形式排列组成，其中数百万个TFT器件整齐排列的区域称为阵列，即面板显示区域。下图展示了TFT像素的结构。
无论TFT显示板的设计如何变化或制造工艺如何简化，其结构必须包含TFT器件和控制液晶区域（若光源为透射型LCD，控制液晶区域为ITO；而反射型LCD则使用高反射率金属，如Al）。
TFT器件是一个开关，其功能是控制流入ITO区域的电子数量。当流入ITO区域的电子数量达到预设值时，TFT器件关闭。此时，所有电子被保留在ITO区域。
上图显示了每个像素点的时间变化。从T1到TN，驱动IC持续选择G1使其导通，使源极驱动IC按D1、D2、Dn的顺序对G1上的TFT像素进行充电。当TN+1时，gATE驱动IC再次选择G2，源极驱动IC依次从D1开始选择。
上图可说明以下几点：
液晶的倾斜角度越垂直，被液晶引导的光线越少。不同液晶倾斜角度会引导不同量的光线。从上述例子可知，液晶倾斜角度越大，穿透的光线越弱。（上下偏振片的偏振方向决定了透射强度，因此只要理解液晶的倾斜角度即可指导光的强度）。
未被偏振片偏振的光会被上偏振片吸收。自然光在任何方向上都是偏振的。偏振片的作用是过滤掉大部分振动方向不同的光，仅允许特定方向的光通过。
玻璃基板尺寸与代际之间的关系是什么？
许多人并不清楚串口屏工厂各代之间的差异，但原理其实很简单。各代工厂的主要区别在于玻璃基板的尺寸，这些基板是从大型玻璃基板上切割而成的产品。新一代工厂采用更大尺寸的玻璃基板，可通过切割提升生产效率、降低成本，或生产更大尺寸的面板（如TFT显示屏LCD电视面板）。
串口屏 產業於 1990 年代在日本首次出現，當時該國設計並建成了相關生產流程。第一代玻璃基板尺寸約為 30 × 40 公分，約等於一本標準雜誌的大小，可製成 15 吋面板。当宏碁科技（后与优派科技合并为AU Optronics）于1996年进入该行业时，技术已发展至第三代半工厂（G3.5），玻璃基板尺寸约为60×72厘米。AU Optronics已发展至第六代工厂（G6）工艺，其中G6玻璃基板尺寸为150×185厘米，相当于一张双人床的大小。一块G6玻璃基板可切割30块15英寸面板，相比G3.5仅能切割4块、G1仅能切割1块15英寸面板，第六代工厂的生产产能显著提升，相对成本也得到降低。此外，G6玻璃基板的大尺寸可切割成大尺寸面板，可生产八块32英寸LCD电视面板，扩大了面板应用的多元化。因此，全球串口屏制造商均投入新一代工厂制造技术。
串口屏制造工艺简介
什么是串口屏？
串口屏是薄膜晶体管液晶显示器的缩写。简而言之，串口屏面板可视为两片玻璃基板之间夹有一层液晶层。上玻璃基板连接至色彩滤光片，下玻璃基板内嵌有晶体管。当通过晶体管改变电场时，液晶分子发生偏转，从而改变光的偏振状态，再通过偏振片确定像素的明暗状态。此外，上层玻璃与颜色滤光片相连，使每个像素包含红、蓝、绿三种颜色，共同构成面板上的图像。
串口屏生产过程的三个主要阶段：
第一阶段：阵列层
– 前段的阵列工艺与半导体工艺类似，但薄膜晶体管是制备在玻璃上而非硅片上。
中间单元
– 中间单元基于前段阵列的玻璃基板，与颜色滤光片的玻璃基板结合，并在两片玻璃基板之间注入液晶（LC）。
模块组装
– 后端模块组装过程是将单元工艺后的玻璃与背光板、电路、框架等其他组件进行组装的生产操作。
最新技术发展
有机发光显示
有机发光显示（OLED）是一种具有以下优异使用特性的技术。
- 自发光
- 超薄特性
- 高亮度
- 高光效
- 高对比度
- 微秒级响应时间
- 超广视角
- 低功耗
- 可适应宽温度范围
- 柔性面板
- 低温多晶硅
发光原理基于透明阳极与金属阴极之间蒸镀的有机薄膜。电子与空穴注入后，通过有机薄膜复合结构将能量转化为可见光。可匹配不同有机材料，发出不同颜色光线，实现全彩显示需求。
主动式OLED
根据驱动方式，有机发光显示可分为被动矩阵（PMOLED）和主动矩阵（AMOLED）。所谓主动驱动OLED（AMOLED）可在薄膜晶体管（TFT）中作为电容器存储信号，从而实现灰度级光的可视化。
尽管被动式OLED的生产成本和技术门槛较低，但受限于驱动模式，分辨率无法提升。因此，其应用产品尺寸限制在约5英寸，产品市场主要集中在低分辨率和小尺寸领域。对于高精度和大画面需求，主要采用主动驱动技术。所谓主动驱动是通过电容存储信号，因此当扫描线扫过时，像素仍能保持原有亮度。在被动驱动模式下，仅扫描线选中的像素点发光。因此，主动驱动模式下OLED无需驱动至极高亮度，从而实现更优的寿命性能和高分辨率。OLED与TFT技术结合可实现主动驱动OLED，满足当前显示市场对屏幕播放流畅性及日益提升的分辨率要求，充分展现OLED的上述优异特性。
在玻璃基板上生长TFT的技术包括非晶硅（A-SI）制造工艺和低温多晶硅（LTPS）。LTPS TFT与A-SI TFT的最大区别在于其电气性能差异及复杂的制造工艺。LTPS TFT具有更高的载流子迁移率，意味着TFT可提供更大电流，但其工艺较为复杂。而A-SI TFT虽载流子迁移率不及LTPS，但凭借简单成熟的工艺流程，在成本方面具有显著优势。Au Optronics是全球唯一一家成功将OLED与LTPS和A-SI TFT同时结合的公司，使其在主动OLED技术领域处于领先地位。
低温多晶硅
什么是LTPS？
多晶硅是一种以硅为基材的材料，粒径约为0.1至数微米，由众多硅颗粒组成。在半导体制造行业，多晶硅通常需通过低温化学气相沉积（LTPS）工艺处理。若退火温度高于900°C，该方法称为SPC。固相沉积。然而，该方法不适用于平板显示行业，因为玻璃的最高温度仅为650℃。因此，LTPS技术专门应用于平板显示器的制造。
在玻璃或塑料基板上制备LTPS薄膜的方法多种多样：
- 金属部分作用（MIC）：
假设该方法属于SPC方法。然而，与传统SPC相比，该方法可在较低温度（约500~600℃）下制备多晶硅。这是因为在结晶形成前先涂覆一层薄金属层，金属成分在抑制结晶过程中发挥积极作用。
- 催化化学气相沉积（Cat-CVD）：
一种无需蒸汽提取的聚硅薄膜直接沉积方法。沉积温度可能低于300℃。生长机制包含SiH4-H2混合物的催化裂解反应。
- 激光退火：
目前最广泛采用的方法。利用准分子激光加热并熔化A-SI，其中含氢量极低，随后重新结晶形成聚硅薄膜。
在玻璃或塑料基底上制备LTPS薄膜的方法多种多样：
LTPS膜比a-Si复杂得多，但LTPS TFT的迁移率是A-SI TFT的100倍。且CMOS工艺可直接在玻璃基底上实现。以下是p-Si相较于A-SI的优势：
- 薄膜晶体管具有更高的迁移率，因此驱动电路可直接在玻璃基板上制备，从而降低成本。
- OLED载体：高迁移率使OLED器件能提供大驱动电流，因此更适合作为主动式OLED显示基板。
- 紧凑模块：由于部分驱动电路可制备在玻璃基板上，PCB上的电路相对简单，从而节省PCB面积。
MVA
MVA技术不仅提升了面板的视觉效果，还解决了由于液晶特殊排列模式导致的大部分灰阶反转问题。
采用MVA技术的优势包括：
- 高对比度
- 广视角
- 无灰阶反转
- 高分辨率
- 快速响应时间
半透半反射
LCD屏幕通过背光将图像投射到颜色滤光片上，再反射到我们的眼睛中。这种携带背光液晶显示屏的模式，称为“透射式”液晶显示屏，大部分功率通过背光装置消耗。背光越亮，屏幕前看起来越亮，但消耗的功率也越大。
“反射式”架构使用外部光源通过反射器显示图像，节省电力但缺乏外部光源时难以查看。
“半穿透半反射”是两者的折中方案。该设备采用半透镜替代反射镜，既能透过背光，又能利用外部光源的反射实现节能、增亮和减重的效果。
COG
与传统制造工艺不同，COG技术直接在玻璃基板上集成驱动IC。该技术的优势包括：
- 提升封装密度，减轻重量，使面板更薄更轻
- 减少材料使用，降低生产成本
- 提升面板分辨率
ODF
ODF工艺是一种革命性的制造方法，过去因耗时长、良率低、难以实现而难以普及。例如，电视产品的大尺寸面板生产，为应对小尺寸面板的快速响应需求，或生产高端高品质MVA面板，采用ODF工艺技术可轻松解决这些问题。
传统工艺与ODF工艺的简单对比如下：
采用ODF工艺可获得以下优势：
- 设备投资减少：
采用ODF工艺，无需真空退火工艺、液晶注射机、封装机及封装后面板清洗设备。
- 空间与人力节约：
由于上述工艺简化，实现了相对的人力与空间节约。
- 材料节约：
一般而言，ODF工艺中液晶的使用效率超过95%，而传统工艺仅为60%，因此可节省超过35%的液晶材料成本。此外，在清洗密封剂及相关面板时，还可节省水、电、气及润滑剂等消耗品。
- 缩短生产时间：
节省的制造工艺原本是传统制造工艺中最耗时和最费力的环节。此外，随着大尺寸面板或小单元间距高品质面板的趋势，生产时间将进一步延长。传统工艺完成单元工艺至少需要三天，而ODF工艺不到一天即可完成。